DE60021508T2

DE60021508T2 - Bremsscheibe mit Verschleissanzeiger

Info

Publication number: DE60021508T2
Application number: DE60021508T
Authority: DE
Inventors: Roland S. Taylors Moore; Paul E. Greer Jamieson
Original assignee: Westinghouse Air Brake Co
Current assignee: Westinghouse Air Brake Co
Priority date: 1999-12-15
Filing date: 2000-11-15
Publication date: 2006-05-18
Anticipated expiration: 2020-11-16
Also published as: CA2316014A1; ZA200004154B; CA2316014C; EP1108918A2; BR0005124A; BR0005124B1; AU760760B2; EP1108918A3; US6631791B2; AU5358500A; DE60021508D1; JP2001173695A; MXPA00012303A; US20020060108A1; EP1108918B1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Scheibenbremsen und insbesondere betrifft diese Erfindung einen Anzeiger von Bremsscheibenverschleiß unter Verwendung von flachen Löchern, die in dem Gusskörper der Bremsscheibe vorgesehen sind.
Hintergrund der Erfindung
Vor der Entwicklung der vorliegenden Erfindung wurde in der Praxis zur Anzeige des Verschleißes einer Bremsscheibe bzw. eines Bremsscheibenläufers eine am Außendurchmesser der Bremsfläche angeordnete Abfasung verwendet. Die Dickenabmessung der Abfasung zeigt den Verschleiß der Bremsscheibe und zeigt somit das für die weitere Verwendung der Bremsscheibe verbleibende Bremsscheibenmaterial. Wenn die Bremsscheibe so weit abgenutzt ist, dass die Abfasung im wesentlichen beseitigt ist, wird die Bremsscheibe ausgemustert und ersetzt.
Bei dieser Vorgehensweise mittels der Dicke der Abfasung nach dem Stand der Technik besteht das Problem, dass diese Bremsscheiben typischerweise Verschleiß in konkaver Weise zeigen (wie am besten in 2 der vorliegenden Anmeldung zu sehen ist), sodass durch diesen konkaven Verschleiß die Bremsscheibe bis zu dem zulässigen Minimum und darüber hinaus verschlissen werden kann, bevor die Abfasung verschwindet. Auf Grund dessen muss der Benutzer der Scheibe die Tiefe des konkaven Abschnittes messen und diesen Abschnitt von der verbleibenden Abfasung abziehen, was offensichtlich zeitaufwändig ist und den Nutzwert der Abfasung für den Benutzer verringert.
Kurzbeschreibung der Erfindung
Das vorstehend beschriebene Problem wird gemäß vorliegender Erfindung im wesentlichen dadurch gelöst, dass auf die Abfasung vollständig verzichtet wird und Verschleißanzeigelöcher in den Körper der Bremsscheibe gegossen werden. Diese Verschleißanzeigelöcher sind an der Rückseite der Bremsflächen dergestalt angeordnet, dass diese Löcher durch das dem Verschleiß ausgesetzte Scheibenmaterial verdeckt sind. Wenn das Scheibenmaterial vor den Löchern so weit verbraucht ist, dass die Löcher an den vorderen Bremsflächen der Scheibe sichtbar werden, wird die Scheibe als so weit verschlissen betrachtet, dass sie ersetzt wird. Diese Verschleißanzeigelöcher werden bei der Herstellung der Scheibe, d. h. beim Guss, in den Körperabschnitt der Scheibe gegossen, und eine Vielzahl der Verschleißanzeigelöcher kann kreisförmig beabstandet und radial zwischen der Mittelnabe und dem Umfang der Scheibe verteilt sein.
Ein Bremsscheibenverschleißanzeiger dieser allgemeinen Art ist in der DE-A-198 19 425 aufgezeigt. Die Hauptmerkmale der vorliegenden Erfindung, die sie vom Stand der Technik unterscheiden, sind in dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 dargelegt.
Aufgaben der Erfindung
Es ist daher eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, Verschleißanzeigelöcher im Körper einer Bremsscheibe gemäß der Definition in Anspruch 1 an bestimmten, an der Rückseite und somit hinter der Bremsscheibenfläche und dem zugehörigen Scheibenmaterial angeordneten Positionen vorzusehen, sodass dann, wenn die vorderen Bremsflächen der Scheibe so weit verschlissen sind, dass die Löcher erscheinen, die Scheibe gegen eine neue, ungebrauchte Scheibe ausgetauscht wird.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Bremsscheibe zu schaffen, in der die Verschleißanzeigelöcher mit einer konischen Form oder Form mit variierendem Durchmesser vorgesehen werden können, um eine teilweise verschlissene Scheibe anzuzeigen und dadurch eine vorbestimmte Zeitdauer bei normaler Benutzung zu erlauben, um den Austausch der Scheibe zu planen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Bremsscheibe zu schaffen, bei der das erste Erscheinen des Verschleißanzeigelochs an der Vorderseite der Bremsscheibe nicht unbedingt das sofortige Austauschen der Scheibe erfordert, sondern dem Benutzer/Kunden eine Zeitdauer einräumt, um den Austausch der Scheibe zu planen.
Zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Aufgaben und Vorteilen der vorliegenden Erfindung sind für den Durchschnittsfachmann verschiedene weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung aus der folgenden, wesentlich detaillierteren Beschreibung der Erfindung insbesondere dann besser ersichtlich, wenn die Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungsfiguren und den beigefügten Patentansprüchen gelesen wird.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Teilschnittansicht einer abgefasten Bremsscheibe nach dem Stand der Technik,
2 ist eine Teilschnittansicht einer Bremsscheibe, die den konkaven Verschleiß der Scheibe zeigt,
3 ist eine Teilschnittansicht der Scheibe gemäß vorliegender Erfindung, die die gegenwärtig bevorzugten Verschleißanzeigelöcher gemäß der Erfindung hat, und
4 ist eine Vorderansicht der in 3 dargestellten Scheibe.
Detaillierte Beschreibung von gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen
Bevor mit der detaillierteren Beschreibung der vorliegenden Erfindung fortgefahren wird, sei angemerkt, dass identische Bauteile, die identische Funktionen haben, in den verschiedenen Ansichten, die in den Zeichnungsfiguren dargestellt sind, der Deutlichkeit und des Verständnisses der Erfindung halber mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet wurden.
In den Zeichnungen zeigt 1 das Schema nach dem Stand der Technik zum Messen des Bremsscheibenverschleißes durch Abfasen der Kanten 10 am äußeren Umfang 12 von entgegengesetzten Bremsscheibenabschnitten 14 und 15 oder das Einschneiden einer kleinen Nut 13 in den Umfang der Scheibe. Wenn diese Scheibenabschnitte 14 und 15 beim Bremsvorgang benutzt werden und ihre Bremsflächen 16 durch Bremsklötze (nicht dargestellt), die gegen diese Bremsflächen 16 reiben, abgenutzt werden, werden die Abfasungen 10 oder Nuten 13 kleiner (schmäler), bis sie verschwinden, was die Anzeige für das Austauschen der Scheibe ist.
Wie jedoch vorstehend erläutert, nutzen sich die Bremsscheibenoberflächen 16 (eines Bremsscheibengusskörpers 17) allgemein in konkaver Weise ab, wie am besten in 2 der Zeichnungen zu erkennen ist. Dies ist mit Bezugszeichen 18 bezeichnet. Durch diese Abnutzung ist es möglich, dass der Bremsscheibengusskörper 17 über das gemäß der Abfasung 10 zulässige Minimum-Verschleißmaß hinaus abgenutzt wird, d. h. bevor die Abfasung 10 verschwindet. Der Benutzer muss nun die maximale Tiefe der konkaven Abschnitte 18 der Scheibe messen und dieses Maß von der gegebenenfalls verbleibenden Abfasung 10 abziehen, um die tatsächliche Abnutzung der Scheibe zu bestimmen. Dies ist zeitaufwändig, was sich wirtschaftlich als Kosten auswirkt und den Wert der Abfasung 10 für den Benutzer des Bremsscheibengusskörpers 17 mindert.
Nachfolgend wird auf die Schnittansicht in 2 Bezug genommen, die eine einfache, direkte Einrichtung zur Anzeige des Bremsscheibenverschleißes ohne die Verwendung von Abfasungen am Umfang zeigt. Diese direkte Einrichtung in 2 ist das Vorsehen mindestens eines Loches 20 in jedem Abschnitt 14 und 15 des Bremsscheibenkörpers 17 an einer Stelle hinter den Bremsflächen 16.
Vor einem derartigen, mindestens einem Loch 20 ist Bremsscheibenmaterial 22 angeordnet. Dieses Bremsscheibenmaterial ist im Querschnitt in 3 der Zeichnungen dargestellt. Das Material 22 verdeckt die Löcher 20, bis das Material 22 durch den Bremsvorgang abgenutzt ist, sodass die Löcher freigelegt werden. Wenn die Löcher 20 freigelegt werden, d. h. sichtbar werden, wird die Bremsscheibe durch eine unverbrauchte Scheibe ersetzt. Die Löcher 20 sind daher in einem vorbestimmten Abstand von den Bremsflächen 16 einer neuen, unverbrauchten Scheibe angeordnet. Dieser vorbestimmte Abstand ist vorzugsweise auf der Basis des gewöhnlichen Gebrauchs und der Erfahrung gewählt, sodass der Benutzer auf diesen Gebrauch und die Erfahrung (und Positionierung des Loches) bei der Aufforderung zum Austauschen der Bremsscheibe vertrauen kann.
In 2 sind die Verschleißanzeigelöcher 20 allgemein in der Mitte von entgegengesetzten konkaven Scheibenabschnitten 18 positioniert dargestellt. In 3 der Zeichnungen sind eine Vielzahl von Verschleißanzeigelöchern 20, 24 und 26 an verschiedenen radialen Stellen zwischen dem Umfang 12 der Scheibenabschnitte 14 und 15 und der integrierten Nabe 30 des Scheibenkörpers beabstandet dargestellt.
Wie in 3 zu erkennen ist, sind die mittleren Löcher 20 in einer vorbestimmten Tiefe hinter den Bremsflächen 16 angeordnet, um eine erste Verschleißanzeige zu bieten, jedoch eine Anzeige, die noch nicht ausreicht, um das Austauschen der Scheibe notwendig zu machen. In der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bieten die Löcher 24 und 26 jedoch eine zweite und eine dritte Anzeige des Scheibenverschleißes, bevor das Austauschen der Scheibe erforderlich ist, wenn diese Löcher 24 und 26 mit zueinander und zu den mittleren Löchern 20 verschiedenen Tiefen in dem Bremsscheibengusskörper angeordnet sind. Wenn die Löcher 24 und 26 jedoch die gleiche Tiefe haben, bieten sie nur eine zweite Anzeige.
Eine weitere Einrichtung, um eine unterschiedliche Anzeige des Scheibenverschleißes zu schaffen, sind die Konfigurationen der Löcher 24 und 26, wie in 3 dargestellt. Es ist zu erkennen, dass die Querschnittsflächen und Durchmesser (wenn die Löcher kreisförmig sind) der mittleren Löcher 20 in 2 und 3 im wesentlichen konstant sind, während die Löcher 24 in der Scheibe in 3 unterschiedliche Durchmesser haben, d. h. der Durchmesser jedes Loches 24 an der Rückseite der Scheibenabschnitte 14 und 15 relativ groß ist, jedoch in Richtung der Bremsflächen 16 der Scheibe allmählich zu einem relativ kleinen Durchmesser abnimmt.
Eine ähnliche Lochkonfiguration ist bei 26 in 3 gezeigt, wobei die Verschleißanzeigelöcher mit einem relativ großen Querschnitt oder Durchmesser bei 28 an der Rückseite jedes Scheibenabschnitts 14 und 15 und einem relativ schmalen Abschnitt 32, der in Richtung der Bremsflächen 16 verläuft, vorgesehen sind.
Bei der Benutzung der Löcher 24 und/oder 26 zur Anzeige der Abnutzung bietet das anfängliche Erscheinen der Löcher, das durch die Abnutzung des darüberliegenden Scheibenmaterials 22 verursacht wird, eine Anzeige, dass die Bremsscheibenabschnitte 14 und 15 noch weitere Nutzungsdauer haben. Wenn die Querschnittsfläche bzw. der Durchmesser der Löcher 24 mit der weiteren Abnutzung der Scheibe zunimmt, wird dem Benutzer der weitere Verschleiß bewusst gemacht und er kann Vorbereitungen treffen, die Scheibe zu entfernen, wenn der Durchmesser der Löcher 24 einen maximalen Wert erreicht.
Im Fall der Löcher 26 erscheint der anfänglich kleine Durchmesser 32 des Loches 26 zuerst, wenn ausreichend Scheibenmaterial 22 abgenutzt ist. Auch dies gibt dem Benutzer eine erste Anzeige des Verschleißes, jedoch nicht ausreichend, um den Austausch der Bremsscheibe 17 zu erfordern. Mit dem weiteren Abtragen von Bremsscheibenmaterial 22 erscheint der Abschnitt 28 mit großem Durchmesser des Loches 26, was anzeigt, dass nun das Austauschen der Scheibe erforderlich ist.
Anordnungen von Löchern 20, 24 und 26 können über die kreisförmige Ausdehnung der Scheibenabschnitte 14 und 15 platziert und beabstandet werden, wie in der Vorderansicht in 4 der Zeichnungen am besten dargestellt ist, sowie radial beabstandet werden, sodass der Benutzer ausreichend Gelegenheit hat, die Scheibenabschnitte 14 und 15 auf Verschleiß zu untersuchen.
Während vorstehend im Detail eine gegenwärtig bevorzugte Ausführungsform zur Ausführung der vorliegenden Erfindung dargelegt wurde, erkennt der Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet der Bremsscheibentechnik, zu dem diese Erfindung gehört, verschiedene alternative Arten der praktischen Umsetzung der Erfindung, ohne den Schutzumfang der beigefügten Patentansprüche zu verlassen.

10: Kante
12: äußerer Umfang
13: Nut
14: Bremsscheibenabschnitt
15: Bremsscheibenabschnitt
16: Bremsscheibenoberfläche
17: Bremsscheibengusskörper
18: Abnutzung
20: Verschleißanzeigeloch
22: Material
24: Verschleißanzeigeloch
26: Verschleißanzeigeloch
28: großer Querschnitt
32: schmaler Abschnitt

Claims

Bremsscheibenverschleißanzeiger für eine Bremsscheibe, umfassend einen Bremsscheibengusskörper (17), der einen ersten äußeren Abschnitt (14) und einen axial entgegengesetzten zweiten äußeren Abschnitt (15) hat, wobei diese äußeren Abschnitte (14, 15) jeweils eine äußere Bremsfläche (16) und im wesentlichen parallele innere Oberflächen haben, wobei die äußeren Bremsflächen (16) für den Eingriff mit einem Paar entgegengesetzter Bremsreibbeläge vorgesehen sind und wobei bei der Verwendung die entgegengesetzten Bremsflächen (16) einem im wesentlichen konkaven Verschleiß (18) unterliegen, dadurch gekennzeichnet, dass eine vorbestimmte Vielzahl von Löchern (20, 24, 26) in jeder der im wesentlichen parallelen inneren Oberflächen der äußeren Abschnitte (14, 15) des Bremsscheibengusskörpers (17) an verschiedenen vorbestimmten radialen Stellen von einer Mittelnabe (30) des Bremsscheibengusskörpers hinter der äußeren Bremsfläche (16) und mit verschiedenen vorbestimmten Tiefen und Abständen von den Bremsfläche (16) vorgesehen sind, sodass die Löcher ursprünglich durch das Vorhandensein von Bremsscheibenmaterial (22) unsichtbar sind, jedoch einzeln sichtbar werden können, wenn das Bremsscheibenmaterial (22) sukzessive in konkaver (18) Weise durch Bremsen abgenutzt wird, um eine Anzeige des Ausmaßes und der Stellen des Verschleißes an den Bremsflächen (16) der Bremsscheibe zu schaffen.
Bremsscheibenverschleißanzeiger nach Anspruch 1, wobei die Löcher (20, 24, 26) verschiedene Durchmesser haben, wobei jeder der verschiedenen Durchmesser eine Anzeige des Ausmaßes des Bremsscheibenverschleißes ergibt.
Bremsscheibenverschleißanzeiger nach Anspruch 1, wobei mindestens eines der Löcher (20, 24, 26) sichtbar gemacht wird, wenn das nicht abgenutzte Bremsscheibenmaterial (22), das ursprünglich über den Löchern (20, 24, 26) liegt, in einer im wesentlichen konkaven (18) Weise durch Bremsvorgänge abgenutzt wird, um so anfänglich das mindestens eine der Löcher (20, 24, 26) freizulegen, bevor andere Löcher (20, 24, 26) mit dem weiteren Abtragen von Bremsscheibenmaterial (22), das mit weiterem Verschleiß auftritt, sichtbar werden.
Bremsscheibenverschleißanzeiger nach Anspruch 3, wobei die in der Bremsscheibe vorgesehenen Löcher (20, 24, 26) gerundete Böden haben, um das Auftreten von Spannungserhöhern und somit jede Konzentration von thermischen Belastungen in der Bremsscheibe an den Stellen der Löcher (20, 24, 26) zu vermindern.
Bremsscheibenverschleißanzeiger nach Anspruch 3, wobei die Bremsscheibe eine Mittelnabe (30) hat und die Löcher (20, 24, 26) kreisförmig beabstandet sind.
Bremsscheibenverschleißanzeiger nach Anspruch 3, wobei die in der Bremsscheibe vorgesehenen Löcher (20, 24, 26) variierende Durchmesser haben.